Wie lässt sich das Spiel in einem mehrstufigen Stirnradgetriebe minimieren?

Wie lässt sich das Spiel in einem mehrstufigen Stirnradgetriebe minimieren?

Wie lässt sich das Spiel in einem mehrstufigen Stirnradgetriebe minimieren?

Legen Sie für jeden Zahneingriff einen zulässigen Spielanteil fest, beziehen Sie alle Anteile auf dieselbe Abtriebswelle und begrenzen Sie Verzahnungs- und Montagefehler. Verbessern Sie zuerst die Stufen mit dem größten Einfluss am Abtrieb. Spielarme oder geteilte Zahnräder können helfen. Das gesamte Getriebe muss sich unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen weiterhin frei drehen.

Alle Stufen auf dieselbe Welle beziehen

Winkelspiele verschiedener Wellen dürfen nicht einfach addiert werden. Bei einer zweistufigen Untersetzung sei b1 das Winkelspiel des ersten Eingriffs an dessen Abtriebswelle und b2 das des zweiten Eingriffs am Gesamtabtrieb. Untersetzt die zweite Stufe um i2, beträgt das ideale unbelastete Abtriebsspiel näherungsweise b1/i2 + b2.

Mit b1 = 0,20°, b2 = 0,05° und i2 = 4 ergeben sich beispielsweise 0,10° am Abtrieb. Eine Halbierung von b1 spart 0,025°; eine Halbierung von b2 ebenfalls 0,025°. Dieses Rechenbeispiel berücksichtigt weder Lagerspiel noch lose Verbindungen oder elastische Verformungen.

Zweistufiges Stirnradgetriebe mit zwei fest verbundenen Zahnrädern auf der Zwischenwelle
Zwei Zahneingriffe tragen zum Gesamtspiel bei. Zeichnung: KHK Gears, Abbildung 6.3.

Eine für den Betrieb passende Einstellung wählen

Legen Sie Zahndicke und Betriebsachsabstand gemeinsam fest. Ein geringer Rundlauffehler hilft, das Spiel über eine Umdrehung gleichmäßig zu halten. Ein geteiltes Zahnrad kann durch die relative Winkelstellung seiner Hälften das freie Spiel verringern. Eine federbelastete Ausführung erfordert eine gesonderte Prüfung von Vorspannung und Tragfähigkeit.

Werden Standardzahnräder einfach enger zusammengedrückt, können Klemmstellen entstehen. Prüfen Sie Kontakt, Reibung und Temperatur im Betriebsbereich. Der PairGears-Leitfaden zum Stirnradspiel erläutert den einzelnen Zahneingriff als Grundlage für diese stufenweise Spielaufteilung.

Zeichnung eines geteilten Zahnrads mit versetzter Zahnposition seiner Hälften
Bei einem fest eingestellten geteilten Zahnrad werden die relativen Zahnpositionen angepasst. Zeichnung: KHK Gears, Abbildung 6.4.

Die gesamte Umkehrbewegung am Getriebe prüfen

Halten Sie den Antrieb in einer definierten Position fest und messen Sie die Abtriebsbewegung beim Umkehren eines kleinen, festgelegten Prüfdrehmoments. Wiederholen Sie dies in mehreren Zahnradstellungen. Dokumentieren Sie Temperatur, Schmierung und Prüfdrehmoment für vergleichbare Folgemessungen.

Vergleichen Sie den Messwert mit dem zulässigen Abtriebsspiel. Bei Überschreitung prüfen Sie einzelne Eingriffe und Wellenverbindungen. Unter Last umfasst die Umkehrbewegung auch Torsionsnachgiebigkeit; trennen Sie deshalb Zahnspiel und Verformung. Ein Geber allein auf der Motorseite erfasst nicht jede nachgelagerte Ursache des Umkehrspiels direkt.

Ingenieur prüft ein Getriebemodell und dessen Analyse am Computer
Prüfen Sie das gesamte Getriebe und die Messbedingungen, nicht nur ein Zahnradpaar. Bild: PairGears.